LED-Prüfung: Lebensdauer, Qualität & Tests nach IES LM-80

Wie wird LED-Qualität getestet? Lebensdauer, L70-Wert, LM-80-Test, Flimmern und mehr erklärt.

Wie wird LED-Qualität geprüft?

LED-Hersteller versprechen oft 50.000 Stunden Lebensdauer - aber wie wird das getestet? Schließlich kann man nicht 6 Jahre warten! Die Antwort: Beschleunigte Alterungstestsnach internationalen Standards.

• LM-80: Test zur Lichtabnahme (Lumen Degradation)
• TM-21: Hochrechnung der Lebensdauer aus LM-80-Daten
• IEC 62717: Flimmerfreiheit & Lichtqualität

📊 LM-80 Test: Der LED-Standard

Was ist der LM-80 Test?

IES LM-80-15 (Illuminating Engineering Society) ist der internationale Standard für LED-Lebensda uertests. Er misst die Lichtabnahme (Lumen Degradation) über Zeit.

Testdauer: Mindestens 6.000 Stunden (ca. 250 Tage)

Testtemperaturen: 55°C, 85°C, 105°C (3 verschiedene Temperaturen)

Messung: Alle 1.000 Stunden wird Lichtstrom gemessen

Ergebnis: Kurve der Lichtabnahme über Zeit

🧪

LM-80 Test

Beschleunigter Alterungstest

• 6.000h Minimum
• 3 Temperaturen
• Lumen-Messung
• Basis für TM-21

📈

TM-21 Berechnung

Lebensdauer-Hochrechnung

• Aus LM-80-Daten
• Mathematisches Modell
• Extrapolation auf L70
• Max. 6× Testdauer

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L70-Wert

Lebensdauer-Angabe

• Noch 70% Lichtstrom
• Typisch: 50.000h
• Gilt als Ende Nutzung
• LED funktioniert noch

🔬 Wichtige Test-Parameter

L70 / L80 / L90

Definition: Zeitpunkt, an dem LED nur noch X% ihres anfänglichen Lichtstroms hat.

• L90: Noch 90% Licht → kaum wahrnehmbar
• L80: Noch 80% Licht → leicht dunkler
• L70: Noch 70% Licht → deutlich dunkler (Nutzungsende)

Beispiel: "L70 50.000h" bedeutet:
Nach 50.000 Stunden hat die LED noch 70% ihres ursprünglichen Lichtstroms.

⚠️ LED ist nicht defekt, nur dunkler! Kann weiter laufen, ist aber für Anwendung evtl. zu dunkel.

B10 / B50 (Ausfallrate)

Definition: Prozent der LEDs, die nach X Stunden ausgefallen sind (komplett defekt).

• B10: 10% ausgefallen, 90% funktionieren noch
• B50: 50% ausgefallen, 50% funktionieren noch

Beispiel: "L70B10 50.000h" bedeutet:
Nach 50.000h haben 90% der LEDs noch mindestens 70% Lichtstrom. 10% sind darunter oder ausgefallen.

✓ B10 ist der Standard (90% funktionieren noch). B50 wäre sehr schlecht!

Farbstabilität (Δu'v')

Problem: LED ändert über Zeit Farbtemperatur (z.B. 3000K → 3200K = gelblicher).

• Δu'v' < 0,004: Gut (kaum wahrnehmbar)
• Δu'v' < 0,007: Akzeptabel
• Δu'v' > 0,010: Schlecht (deutlich sichtbar)

Wichtig bei:

• Museen (Kunstbeleuchtung)
• Einzelhandel (Waren müssen gleich aussehen)
• Lebensmittel (Farbe kritisch)

Flimmerfreiheit (IEEE 1789)

Problem: Billig-LEDs flackern (100-200 Hz) → Kopfschmerzen, Augenermüdung.

• > 3.000 Hz: Flimmerfrei (empfohlen)
• 100-3.000 Hz: Flimmerindex < 0,05 (IEEE 1789)
• < 100 Hz: Sichtbar flackernd (nicht akzeptabel)

Test: Smartphone-Kamera auf LED richten.
Streifen im Bild = Flimmern vorhanden!

⚠️ Besonders kritisch bei: Video/Foto, OP-Saal, Zahnarzt, Bildschirmarbeit

🧮 Wie wird Lebensdauer berechnet?

Schritt 1: LM-80 Test (6.000 Stunden)

LED wird bei 3 Temperaturen (z.B. 55°C, 85°C, 105°C) getestet. Alle 1.000h wird Lichtstrom gemessen.

Beispiel-Daten nach 6.000h bei 85°C:

• Start: 100% (1.000 Lumen)
• 1.000h: 99% (990 Lumen)
• 2.000h: 98% (980 Lumen)
• 3.000h: 97% (970 Lumen)
• 4.000h: 96% (960 Lumen)
• 5.000h: 95% (950 Lumen)
• 6.000h: 94% (940 Lumen)

Schritt 2: TM-21 Extrapolation

Aus den 6.000h-Daten wird Kurve berechnet und auf L70 extrapoliert (max. 6× Testdauer = 36.000h).

Berechnung:
Lichtabnahme: 6% in 6.000h = 1% pro 1.000h
Bis L70 (30% Abnahme): 30.000h
Aber: Kurve ist nicht linear! TM-21 nutzt exponentielles Modell.
Ergebnis: L70 ≈ 50.000h (bei 85°C)

⚠️ Bei niedrigerer Temperatur (z.B. 55°C) würde Lebensdauer länger sein!

⚠️ Wichtig: Temperaturen matter!

LED-Lebensdauer hängt stark von Betriebstemperatur ab:

• 25°C (kühl): L70 > 100.000h
• 55°C (normal): L70 ≈ 70.000h
• 85°C (warm): L70 ≈ 50.000h
• 105°C (heiß): L70 ≈ 30.000h

Faustregel: +10°C → halbiert Lebensdauer!
→ Gute Kühlung ist entscheidend!

🔍 Weitere Qualitäts-Tests

🌈 Farbwiedergabe (CRI/Ra)

Test: 8 (oder 15) Farbproben unter LED beleuchten, mit Referenz vergleichen

Norm: CIE 13.3 (International)

Ergebnis: Ra-Wert (0-100)

• Ra ≥ 90: Exzellent (Museum, Medizin)
• Ra ≥ 80: Gut (Büro, Wohnen)
• Ra < 70: Schlecht (Billig-LED)

⚠️ R9 (Rot) ist kritisch für Fleisch/Lebensmittel!

🔆 Lichtausbeute (lm/W)

Test: Lichtstrom (Lumen) / elektrische Leistung (Watt)

Norm: LM-79 (Ulbricht-Kugel)

Ergebnis: Effizienz in lm/W

• > 140 lm/W: Top-LED (2024)
• 100-140 lm/W: Gut
• 80-100 lm/W: Mittel
• < 80 lm/W: Schlecht

✓ Halogen nur 15-25 lm/W!

⚡ Ein-/Ausschalt-Zyklen

Test: LED wird x-mal ein- und ausgeschaltet (z.B. alle 30 Sekunden)

Ziel: > 15.000 Zyklen (bei Qualitäts-LED oft > 100.000)

Problem bei Billig-LED: Treiber defekt nach 5.000 Zyklen

Wichtig für:

• Bewegungsmelder (viele Ein/Aus)
• WC, Flur (häufiges Schalten)
• Treppenhaus-Automaten

🌡️ Temperatur-Schock

Test: LED abwechselnd -40°C und +85°C aussetzen

Zyklen: Z.B. 200× Temperaturwechsel

Ziel: LED funktioniert danach noch einwandfrei

Wichtig für:

• Outdoor-LED (Wetter-Extreme)
• Tiefkühlräume
• Sauna (extreme Hitze)

🏆 Zertifizierungen & Labels

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Energy Star

Von: US EPA (USA)

Kriterien:

• Mindest-Effizienz (lm/W)
• Ra ≥ 80
• L70 ≥ 25.000h
• Garantie ≥ 3 Jahre

🌐

DLC (DesignLights Consortium)

Von: USA/Kanada (Gewerbe)

Kriterien:

• Höhere Anforderungen als Energy Star
• LM-80 Test erforderlich
• Flimmerfreiheit
• Für Gewerbe-Förderungen

🇪🇺

EU Energielabel

Von: EU (seit 2021 neu)

Klassen:

• A-G (statt A++ bis E)
• Basiert auf Effizienz (lm/W)
• QR-Code zur Produktdatenbank
• Pflicht für alle Leuchtmittel

✓ Qualitäts-Merkmale

✓ LM-80 Zertifikat: Lebensdauer wissenschaftlich nachgewiesen
✓ L70 > 50.000h: Mindestens für Qualitäts-LED
✓ Ra ≥ 80: (besser ≥ 90 für Wohnen/Büro)
✓ Flimmerfrei: > 3.000 Hz oder Flimmerindex < 0,05
✓ 5 Jahre Garantie: Hersteller vertraut in Produkt
✓ Energy Star / DLC: Unabhängige Zertifizierung

❌ Warnsignale (Billig-LED)

❌ Keine Angaben: Kein LM-80, kein L70-Wert → unseriös
❌ Übertriebene Claims: "100.000h" ohne Nachweis
❌ Ra < 70: Schlechte Farbwiedergabe
❌ Flackern: Sichtbar mit Smartphone-Kamera
❌ Nur 1 Jahr Garantie: Hersteller zweifelt selbst
❌ Billigpreis: < 5€ für LED-Birne → meist minderwertig

💡 Selbst-Test für Verbraucher

✓ Smartphone-Kamera-Test: Auf LED richten. Streifen im Bild = Flimmern
✓ Farb-Test: Weißes Papier unter LED → Soll weiß bleiben (nicht gelblich/bläulich)
✓ Datenblatt prüfen: Ra-Wert, L70, Garantie vorhanden?
✓ Marken-Check: Philips, Osram, Samsung, Cree = meist gut. No-Name von AliExpress = Risiko
✓ Preis-Check: Qualitäts-LED-Birne (E27, 800 lm): 8-15€. Unter 5€ = verdächtig günstig

📚 Relevante Normen

• IES LM-80-15: Lumen Maintenance Testing (Lebensdauer-Test)
• IES TM-21-19: Projected Lumen Maintenance (Hochrechnung)
• IES LM-79: Photometrische Messung (Lichtstrom, Effizienz)
• IEC 62717: Flimmerfreiheit & Lichtmodulation
• IEEE 1789-2015: Flimmer-Gesundheitsrisiken
• CIE 13.3: Farbwiedergabe-Index (CRI/Ra)

❓ FAQ - Schnellantworten

Halten LEDs wirklich 50.000 Stunden?

Qualitäts-LEDs: Ja, wenn richtig gekühlt. Nach 50.000h noch 70% Licht (L70). Billig-LEDs oft nur 10.000-20.000h.

Warum sind meine LEDs nach 2 Jahren kaputt?

Meist defekter Treiber (Netzteil), nicht LED selbst. Ursache: Hitze, schlechte Bauteile, Überspannung.

Kann ich alte LED-Tests verwenden?

LM-80-Zertifikate bleiben gültig. Aber: Neue LED-Generationen sind besser (höhere Effizienz, längere Lebensdauer).

Brauche ich LM-80 für privat?

Nein, aber hilfreich. Für Gewerbe (Fördermittel, Nachweise) oft Pflicht.